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申请/专利权人：云南交投新能源产业发展有限公司

摘要：本发明涉及电学领域，提供了基于外部金属T型等效的无线电能传输系统效率优化方法。主旨在于解决传统模型中障碍物参数无法通过测量获取的问题。主要方案包括对传统涡流松耦合Loos模型进行T型等效处理，得到T型等效电路；对得到的T型等效电路进行补偿方式优化设计，得到含金属障碍物的IPT系统补偿参数；本发明在传统涡流松耦合模型基础上，创新性地提出了T型电路模型。有效地解决了传统模型中障碍物参数无法通过测量获取的问题，从而提高了模型的准确性和实用性。

主权项：1.一种基于外部金属T型等效的无线电能传输系统效率优化方法，电涡流松耦合变压器Loos模型，包括：系统角频率为ω，原边：输入交流电源Uin，依次串联的原边回路内阻R1、补偿电容C1、原边线圈等效电感L1；副边：副边线圈等效电感L2，依次串联的补偿电容C2、副边回路内阻R21、电阻负载RL；金属网边：包括等效电感L3，金属网等效电阻R3；其特征在于，步骤1、对电涡流松耦合变压器Loos模型进行T型等效处理，得到T型等效电路；T型等效电路包括：输入交流电源Uin，交流电源Uin的一端依次串联的原边回路阻抗，金属网格耦合至原边线圈的电抗分量L31，金属网格耦合至原边线圈的电阻分量R31，金属网格耦合至副边线圈的电阻分量R32，金属网格耦合至副边线圈的电抗分量L32，副边回路阻抗，电阻负载RL，电阻负载RL连接至交流电源Uin的另一端；还包括串联的金属网格在原副边线圈的交叉耦合阻抗、金属网格在原副边线圈的交叉耦合电抗，耦合阻抗连接至电阻分量R31与电阻分量R32之间的结点，交叉耦合电抗连接至交流电源Uin与电阻负载RL之间的结点；步骤2、对得到的T型等效电路进行补偿方式优化设计，得到含金属障碍物的IPT系统补偿参数；外部金属T型等效步骤1中：步骤1.1、建立涡流松耦合Loos数学模型，得到三阶电压回路方程： （1）其中 （2）步骤1.2、对式（1）进行降阶处理，得到式（3）所示2阶电路方程： （3）其中： （4） （5）其中，表示金属网格耦合至原边线圈的电抗分量与电阻分量之和； 表示金属网格在原副边线圈之间的交叉耦合； 表示金属网格耦合至副边线圈的电抗分量与电阻分量之和；步骤1.3、电抗分量L31与电阻分量R31通过使副边开路，分别测量原边在有无金属障碍物下的输入阻抗，比较做差得到；步骤1.4、电抗分量L32与电阻分量R32通过使原边开路，分别测量副边在有无金属障碍物下的输出阻抗，比较做差得到；外部金属T型等效步骤2中：步骤2.1、求解不包含金属障碍物时的原始电路模型的2阶电路，得到系统输出电流和输出效率表达式；步骤2.2、求解在输出电流，即输出功率最大时关于副边补偿电容导数，得到输出电流最大，即输出功率最大时表达式： 步骤2.2、求解系统效率关于负载RL导数，得到系统效率最大时最优负载RLopt： 步骤2.3、当最优负载确定后，为满足输入阻抗零相位角，减小逆变器容量，C1应满足： 。

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